In this study, 221 phytocompounds were evaluated for activity against anti-severe acute respiratory syndrome associated coronavirus (SARS-CoV) activities using a cell-based assay measuring SARS-CoV-induced cytopathogenic effect on Vero E6 cells. Ten diterpenoids (1-10), two sesquiterpenoids (11 and 12), two triterpenoids (13 and 14), five lignoids (15-19), curcumin (20), and reference controls niclosamide (21) and valinomycin (22) were potent inhibitors at concentrations between 3.3 and 10 microM. The concentrations of the 22 compounds to inhibit 50% of Vero E6 cell proliferation (CC50) and viral replication (EC50) were measured. The selective index values (SI = CC50/EC50) of the most potent compounds 1, 5, 6, 8, 14, and 16 were 58, >510, 111, 193, 180, and >667, respectively. Betulinic acid (13) and savinin (16) were competitive inhibitors of SARS-CoV 3CL protease with Ki values = 8.2 +/- 0.7 and 9.1 +/- 2.4 microM, respectively. Our findings suggest that specific abietane-type diterpenoids and lignoids exhibit strong anti-SARS-CoV effects.

Severe acute respiratory syndrome (SARS) is an infectious disease caused by a novel human coronavirus. Currently, no effective antiviral agents exist against this type of virus. A cell-based assay, with SARS virus and Vero E6 cells, was developed to screen existing drugs, natural products, and synthetic compounds to identify effective anti-SARS agents. Of >10,000 agents tested, approximately 50 compounds were found active at 10 microM; among these compounds, two are existing drugs (Reserpine 13 and Aescin 5) and several are in clinical development. These 50 active compounds were tested again, and compounds 2-6, 10, and 13 showed active at 3 microM. The 50% inhibitory concentrations for the inhibition of viral replication (EC(50)) and host growth (CC(50)) were then measured and the selectivity index (SI = CC(50)/EC(50)) was determined. The EC(50), based on ELISA, and SI for Reserpine, Aescim, and Valinomycin are 3.4 microM (SI = 7.3), 6.0 microM (SI = 2.5), and 0.85 microM (SI = 80), respectively. Additional studies were carried out to further understand the mode of action of some active compounds, including ELISA, Western blot analysis, immunofluorescence and flow cytometry assays, and inhibition against the 3CL protease and viral entry. Of particular interest are the two anti-HIV agents, one as an entry blocker and the other as a 3CL protease inhibitor (K(i) = 0.6 microM).

COVID-19 is a global pandemic, with over 50 million confirmed cases and 1.2 million deaths as of November 11, 2020. No therapies or vaccines so far are recommended to treat or prevent the new coronavirus. A novel traditional Chinese medicine formula, Taiwan Chingguan Yihau (NRICM101), has been administered to patients with COVID-19 in Taiwan since April 2020. Its clinical outcomes and pharmacology have been evaluated. Among 33 patients with confirmed COVID-19 admitted in two medical centers, those (n = 12) who were older, sicker, with more co-existing conditions and showing no improvement after 21 days of hospitalization were given NRICM101. They achieved 3 consecutive negative results within a median of 9 days and reported no adverse events. Pharmacological assays demonstrated the effects of the formula in inhibiting the spike protein/ACE2 interaction, 3CL protease activity, viral plaque formation, and production of cytokines interleukin (IL)-6 and tumor necrosis factor (TNF)-α. This bedside-to-bench study suggests that NRICM101 may disrupt disease progression through its antiviral and anti-inflammatory properties, offering promise as a multi-target agent for the prevention and treatment of COVID-19.